编辑推荐：
为探究皮肤癣菌特比萘芬耐药机制，研究人员针对角鲨烯环氧化酶（SQLE）基因临床错义突变，运用 I-Mutant、ConSurf 等工具分析其对蛋白结构功能的影响。发现多数突变降低 SQLE 稳定性，部分改变结合口袋，为耐药机制解析及抗真菌药物研发提供依据。
皮肤真菌感染（如体癣、甲癣等）一直是困扰全球公共卫生的重要问题，其中皮肤癣菌引发的感染约占人类浅部真菌病的 70% 以上。随着抗真菌药物的广泛使用，特比萘芬耐药菌株的不断涌现成为临床治疗的棘手难题。特比萘芬作为一线抗真菌药物，通过抑制角鲨烯环氧化酶（squalene epoxidase，SQLE）阻断麦角固醇生物合成，导致真菌死亡。然而，印度、中东等地临床报告显示，耐药菌株中 SQLE 基因错义突变频发，但这些突变如何影响蛋白结构、稳定性及药物结合的分子机制尚不明确。在此背景下，伊朗 Tarbiat Modares 大学等机构的研究人员开展了一项 Computational analysis，旨在通过多维度计算工具揭示耐药相关突变的作用机制，研究成果发表于《Scientific Reports》。
研究人员收集了临床分离的特比萘芬耐药皮肤癣菌中 SQLE 基因的错义突变数据，运用 I-Mutant 3.0、DynaMut2 评估突变对蛋白稳定性和动力学的影响，通过 ConSurf 分析进化保守性，借助 HOPE 和 AlphaFold 解析结构变化，利用分子对接（CB-Dock2）和 STRING 网络分析探究药物结合能力及蛋白互作网络。
结果
- 稳定性分析：通过 I-Mutant 3.0 预测，14 个突变中 12 个导致蛋白稳定性下降（ΔΔG
- 结构与功能影响：HOPE 分析显示，F397L、L393S 等突变导致氨基酸残基大小、电荷及疏水性改变，可能破坏蛋白疏水核心或分子间相互作用。例如，L393S 引入较小极性残基，可能削弱结合口袋的疏水环境。
- 进化保守性：ConSurf 鉴定出 F311、L393S、F397I 等 7 个高度保守且埋藏的结构性残基（S），Q408L 为保守且表面暴露的功能性残基（F），提示其在药物结合或底物识别中起关键作用。
- 分子对接：AlphaFold 构建的野生型 SQLE 结构（pLDDT>90）显示高置信度，分子对接发现 F397L、L437P 等 4 个突变体的特比萘芬结合口袋发生显著改变，可能降低药物结合亲和力。
- 蛋白互作网络：STRING 分析显示，SQLE 与麦角固醇合成通路中的 10 种蛋白（如角鲨烯合成酶 TERG_05883、羊毛甾醇合成酶 TERG_08595）存在高置信度互作（score≥0.7），提示突变可能通过影响通路网络间接调控耐药性。
结论与讨论
本研究通过多学科计算方法系统揭示了 SQLE 突变介导特比萘芬耐药的分子机制：多数突变通过降低蛋白稳定性、改变保守结构域及结合口袋构象，削弱药物与靶点的相互作用，同时影响麦角固醇合成网络的协同功能。例如，L393F/S 和 F397L 等突变位于高度保守区域，其引起的疏水性和空间位阻变化直接干扰特比萘芬结合，而 Q408L 作为表面暴露的功能性残基，可能通过改变底物识别路径促进耐药。此外，STRING 分析提示的蛋白互作网络为耐药机制提供了更广阔的视角，暗示除直接突变外，通路补偿机制可能参与耐药表型的形成。
该研究不仅为特比萘芬耐药的快速诊断提供了潜在分子标记（如 L393、F397 等热点突变位点），还 identified 未突变的保守区域（如 F311、H440）作为新型抗真菌药物的潜在靶点。尽管计算模型在膜蛋白预测中存在局限性，但研究结果为后续基于位点导向突变的实验验证提供了重要理论依据，有助于推动抗真菌药物研发和耐药管理策略的创新。
